package sjg.DataStructures.tree;

import sjg.DataStructures.util.SortUtils;

/**
 * 给定数组，使用堆排序法，将数组升序排序。
 */
public class HeapSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {4, 6, 8, 5, 9};
        System.out.println("排序前：");
        SortUtils.print(arr);

        heapSort(arr);

        System.out.println("排序后：");
        SortUtils.print(arr);
    }

    private static void heapSort(int[] arr) {
        int temp = 0;
        // 将无序序列构建成一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆；
        for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) { // arr.length/2-1 -- > 第一个非叶子节点 [叶子节点上一层第一个节点]
            adjustHeap(arr, i, arr.length);
        }

        // 将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端；
        // 重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换步骤，直到整个序列有序。
        for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
            // 交换arr[j] 和arr[0]
            temp = arr[j];
            arr[j] = arr[0];
            arr[0] = temp;
            adjustHeap(arr, 0, j);
        }
    }

    /**
     * 将一个数组(二叉树), 调整成一个大顶堆
     * 功能： 完成 将 以 i 对应的非叶子结点的树调整成大顶堆
     * 举例  int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9}; => i = 1 => adjustHeap => 得到 {4, 9, 8, 5, 6}
     * 如果我们再次调用 adjustHeap 传入的是 i = 0 => 得到 {4, 9, 8, 5, 6} => {9,6,8,5, 4}
     *
     * @param arr
     * @param i
     * @param length
     */
    private static void adjustHeap(int[] arr, int i, int length) {
        int temp = arr[i]; //先取出当前元素的值，保存在临时变量
        //开始调整
        //说明
        //1. k = i * 2 + 1  k 是 i结点的左子结点
        for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
            if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) { //说明左子结点的值小于右子结点的值
                k++; // k指向右子结点
            }
            if (arr[k] > temp) { //如果子结点大于父结点
                arr[i] = arr[k]; //把较大的值赋给当前结点
                i = k; //!!! i 指向 k,继续循环比较
            } else {
                break; //!
            }
        }
        //当 for 循环结束后，我们已经将以 i 为父结点的树的最大值，放在了 最顶(局部)
        arr[i] = temp; // 将temp值放到调整后的位置
    }
}
